Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Système interactif de programmation scientifique pour le calcul numérique et la visualisation graphique, MATLAB est basé sur la représentation matricielle des données. Disponible sur plusieurs plateformes, cet outil se présente comme un environnement ouvert et programmable, permettant un gain de productivité important. Son langage de programmation relativement simple le rend accessible à une population et un public diversifiés (chercheurs, étudiants, financiers, industriels…). Cet article a pour objectif de familiariser le lecteur à l’utilisation de ce formidable outil aux possibilités immenses.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jacques PRADO : Docteur en électronique - Maître de conférences à l’École nationale supérieure des télécommunications (ENST )
INTRODUCTION
MATLAB→ est un système interactif de programmation scientifique, pour le calcul numérique et la visualisation graphique, basé sur la représentation matricielle des données, dont le nom est dérivé de Matrix Laboratory. C’est un outil multi-plates-formes qui est disponible pour les environnements Windows, Unix (et dérivés BSD, Linux, Solaris, MacOS...).
MATLAB a été écrit à l’origine, en Fortran, par C. Moler. La version actuelle, écrite majoritairement en C (mais aussi Perl, Java et autres) par The MathWorks Inc., existe en version professionnelle et étudiante, et est disponible sur plusieurs plates-formes avec quelques différences minimes de fonctionnalités. MATLAB se présente comme un environnement complet pour le calcul et la visualisation. Son langage de programmation relativement simple à assimiler en fait un environnement ouvert et programmable qui permet un gain de productivité important.
Outre le noyau, MATLAB peut être complété par des outils (« tool boxes ») spécifiques à certains domaines comme le traitement du signal, l’image, l’automatique, les statistiques, la mécanique, le calcul symbolique, les réseaux de neurones... Il est possible de lui adjoindre un environnement supplémentaire Simulink→ permettant d’effectuer de la programmation par schémas-blocs.
Ainsi, MATLAB s’adresse à un large public ; il est utilisé tant pour le développement industriel que pour l’analyse financière ou l’enseignement et la recherche. Il n’est besoin pour s’en rendre compte que de consulter le site de MathWorks, qui offre un nombre considérable d’informations sur les développements réalisés à l’aide de cet outil.
MATLAB se présente avant tout comme un langage de commande dont la caractéristique est d’être interprété ; il permet donc d’utiliser simplement des structures de données et d’écrire rapidement des programmes assez complexes. Bien qu’il se veuille complet et autonome, MATLAB reste ouvert aux autres langages tels que C, Fortran et Java, ce qui permet d’en étendre les possibilités. Comme pour tout langage de commande, il peut apparaître une certaine lenteur d’exécution, notamment lors de l’écriture de boucles. Il est alors possible d’écrire les parties sensibles du code dans un autre langage de manière à en accélérer l’exécution. De plus, à l’aide de la boîte à outils compilateur (MATLAB Compiler), la génération automatique de code C et la création d’un programme « stand alone » ou d’une libraire dynamique partageable à partir d’une application développée en code MATLAB sont particulièrement simples à effectuer.
Le présent document a pour but de familiariser le lecteur avec l’utilisation de MATLAB. Les compléments d’information peuvent être facilement obtenus grâce à l’aide en ligne incluse dans le logiciel.
Il est cependant évident que les possibilités de MATLAB sont nettement plus importantes que celles décrites ici et que l’on devra faire appel à la documentation complète pour les utiliser.
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Interfaces5. Visualisation graphique
5.1 Graphiques
MATLAB peut afficher des courbes planes, des courbes 3D, des surfaces maillées 3D ou des surfaces à facettes 3D. Les commandes respectives sont plot, plot3, mesh et surf.
HAUT DE PAGE
La commande plot(y) trace la courbe correspondant au vecteur y en fonction du numéro des composantes.
La commande plot(x,y) trace le vecteur y en fonction du vecteur x s’ils sont de même taille.
La commande plot(x,y,s) trace le vecteur y en fonction du vecteur x s’ils sont de même taille avec les attributs spécifiés par la chaîne s .
Les attributs sont réunis dans le tableau 3.
La commande plot ouvre une fenêtre graphique pour tracer la courbe (figure 17). Les fenêtres graphiques sont numérotées, la fenêtre active étant par défaut la fenêtre 1. Pour rendre active une fenêtre graphique, on fait précéder le tracé par la commande figure(n), où n est le numéro de la fenêtre graphique.
La commande plot suivante efface le premier graphique pour tracer le nouveau dans la même fenêtre si la commande figure n’a pas été utilisée entre-temps. Cependant, il est possible de tracer des graphiques en surimpression à l’aide de la commande hold on. Cette commande a pour effet de conserver le graphe présent avant de tracer le suivant. La commande hold off annule cette possibilité.
MATLAB permet également de tracer directement à partir d’une fonction avec la commande fplot.
Soit la fonction sinus définie dans le fichier sinus.m par :
function y = sinus(x)
y = sin(x);
En exécutant :
fplot('sinus', [-pi pi])
on obtient le graphe de la figure 18.
Les fonctions élémentaires pour le tracé de graphiques simples sont réunies dans le tableau 4.
Pour illustrer ce qui vient d’être exposé, exécutons un même tracé dans différentes sous-fenêtres avec des attributs et annotations variés (figures 19 et ...
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Visualisation graphique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - L’ensemble des titres d’ouvrages consacrés à MATLAB est accessible sur le site de l’éditeur du logiciel : http://www.mathworks.com/support/books
-
(2) - * - Les titres donnés ici ne sont qu’un bref aperçu des nombreux ouvrages disponibles.
-
(3) - LIPSMAN (R.L.) - A Guide to MATLAB - . Cambridge University Press (2001).
-
(4) - ZÖLZER (U.) (éd.) - DAFX – Digital Audio Effects - . John Wiley & Sons (2002).
-
(5) - INGLE (V.K.) - Digital Signal Processing Using MATLAB - . Thomson Learning (1999).
-
(6) - HANSELMAN (D.), LITTLEFIELD (B.) - Mastering MATLAB 7 - . Pearson/Prentice Hall (2005).
-
...
ANNEXES
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Didacticiels et informations
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En anglais
The MathWorks http://www.mathworks.com/products
Université de l’Utah, département mathématiques http://www.math.utah.edu/lab/ms/matlab/matlab.html
Université de Floride http://www.math.ufl.edu/help/matlab-tutorial
A Practical Introduction to Matlab par M.S. Gockenbach http://www.math.mtu.edu/~msgocken/intro/intro.html
Control tutorials to Matlab, Carnegie-Mellon https://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?aux=Home
Stat/Math Center https://iscc.indiana.edu/
Southern Illinois University https://siu.edu/
Software at MIT http://web.mit.edu/afs/athena/software/matlab/www
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En français
The Mathworks http://www.mathworks.fr
Introduction à MATLAB et Simulink par H. Le-Huy http://www.gel.ulaval.ca/~lehuy/intromatlab
Cours MATLAB par F. Aloui http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/aloui
Introduction au logiciel Matlab par M. Postel http://www.ann.jussieu.fr/~postel/matlab
...
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